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android 自定义驱动（第三篇：HIDL服务端）

android 自定义驱动（第三篇：HIDL服务端）

作者: momxmo | 来源:发表于2020-05-25 23:08 被阅读0次

    简介

    在android 8.0之前，HAL是一个个的.so库，通过dlpen来打开，库和framework位于同一个进程中；
    android系统进入8.0时代之后，framework和hal运行于不同的进程，所有的HAL采用HIDL技术来完成。运行Android8.0的设备必须支持绑定式和直通式HAL:

    当前的类型为：
    Java -> Jni -> Binder 客户端 ====== Binder 通信 ======> Binder 服务端 -> Hal -> Kernel

    这一篇文章则是HIDL中的Binder服务端；
    HIDL制作主要流程如下:
    1.定义接口文件；
    2.使用工具，根据接口文件生成代码；
    3.完善接口函数
    4.编译

    一、HIDL接口文件定义

    进入hardware/interfaces/目录下建立新的接口文件．
    首先建立对应的文件夹：

    mkdir -p hardware/interfaces/hello/1.0/defaul

    并在hardware/interfaces/hello/1.0/defaul下创建接口描述文件IHello.hal：

    package android.hardware.hello@1.0;
interface IHello{
    open();
    close();
    read() generates (int32_t val);
    write(int32_t val);
};

    hidl-gen工具
    Google提供了一些工具来帮助制作HIDL的框架：
    在aosp根目录下执行

    make hidl-gen

    源码中编译生成hidl-gen.注意：编译前需要执行全编译的环境变量加载
    使用hidl-gen工具生成代码

    $ PACKAGE=android.hardware.hello@1.0
$ LOC=hardware/interfaces/hello/1.0/default/
$ hidl-gen -o $LOC -Lc++-impl -randroid.hardware:hardware/interfaces -randroid.hidl:system/libhidl/transport $PACKAGE
$ hidl-gen -o $LOC -Landroidbp-impl -randroid.hardware:hardware/interfaces -randroid.hidl:system/libhidl/transport $PACKAGE

    执行完后，hardware/interfaces/hello/1.0/default/会生成三个文件Android.dp 、Hello.cpp、Hello.h：

    )Z{KLQZ64)GQHWZ_1R(WRKK.png
    接着使用脚本来更新Makefile: 
    ./hardware/interfaces/update-makefiles.sh

    执行完后，hardware/interfaces/hello/1.0会生成Android.bp和Android.mk：

    上面生成的Hello.cpp和Hello.h是实现接口的关键文件;

    二、 硬件访问实现

    Hello.h修改为直通式
    hardware/interfaces/hello/1.0/default/Hello.h头文件

    #ifndef ANDROID_HARDWARE_HELLO_V1_0_HELLO_H
#define ANDROID_HARDWARE_HELLO_V1_0_HELLO_H

#include <android/hardware/hello/1.0/IHello.h>
#include <hidl/MQDescriptor.h>
#include <hidl/Status.h>

namespace android {
namespace hardware {
namespace hello {
namespace V1_0 {
namespace implementation {

using ::android::hardware::hidl_array;
using ::android::hardware::hidl_memory;
using ::android::hardware::hidl_string;
using ::android::hardware::hidl_vec;
using ::android::hardware::Return;
using ::android::hardware::Void;
using ::android::sp;

struct Hello : public IHello {
    // Methods from IHello follow.
    Return<void> open() override;
    Return<void> close() override;
    Return<int32_t> read() override;
    Return<void> write(int32_t val) override;

    // Methods from ::android::hidl::base::V1_0::IBase follow.

};

// FIXME: most likely delete, this is only for passthrough implementations
 extern "C" IHello* HIDL_FETCH_IHello(const char* name);

}  // namespace implementation
}  // namespace V1_0
}  // namespace hello
}  // namespace hardware
}  // namespace android

#endif  // ANDROID_HARDWARE_HELLO_V1_0_HELLO_H

    去掉注释．采用直通模式．

    //  extern "C" IHello* HIDL_FETCH_IHello(const char* name);

    Hello.cpp调用硬件抽象层
    hardware/interfaces/hello/1.0/default/Hello.cpp源文件

    #define LOG_TAG "HelloService HIDL"
#include "Hello.h"
#include <utils/misc.h>
#include <utils/Log.h>
#include <hardware/hardware.h>
#include <hardware/hello.h>
#include <stdio.h>


namespace android {
namespace hardware {
namespace hello {
namespace V1_0 {
namespace implementation {

/* 通过硬件抽象层定义的硬件模块打开接口打开硬件设备*/
static inline int hello_device_open(const struct hw_module_t* module, struct hello_device_t** device) {
    return module->methods->open(module, HELLO_HARDWARE_MODULE_ID, (struct hw_device_t**)device);
}

/*在硬件抽象层中定义的硬件访问结构体，参考<hardware/hello.h> */
struct hello_device_t* hello_device = NULL;

// Methods from IHello follow.
Return<void> Hello::open() {
    hello_module_t* module;
    if(hello_device) {
        ALOGI("Hello JNI: hello_init, device is open, no need to init.");
        return Void();
    }
        
    ALOGI("Hello JNI: initializing......");
    if(hw_get_module(HELLO_HARDWARE_MODULE_ID, (const struct hw_module_t**) &module) == 0) {
        ALOGI("Hello JNI: hello Stub found.");
        if(hello_device_open(&(module->common), &hello_device) == 0) {
            ALOGI("Hello JNI: hello device is open.");
            return Void();
        }
        ALOGE("Hello JNI: failed to open hello device.");
        return Void();
    }
    ALOGE("Hello JNI: failed to get hello stub module.");
    return Void();
}

Return<void> Hello::close() {
    // TODO implement
    return Void();
}

Return<int32_t> Hello::read() {
     int32_t val = 0;
    if(!hello_device) {
         ALOGI("Hello JNI: device is not open.");
         return val;
    }
    ALOGI("Hello JNI:get value from device start.");
    hello_device->get_val(hello_device, &val);
    ALOGI("Hello JNI:get value %d from device.", val);
    return val;
}

Return<void> Hello::write(int32_t value) {
    int32_t val = value;
        ALOGI("Hello JNI: set value %d to device.", val);
        if(!hello_device) {
            ALOGI("Hello JNI: device is not open.");
            return Void();
        }
    hello_device->set_val(hello_device, val);

    return Void();
}


// Methods from ::android::hidl::base::V1_0::IBase follow.

IHello* HIDL_FETCH_IHello(const char* /* name */) {
    return new Hello();
}

}  // namespace implementation
}  // namespace V1_0
}  // namespace hello
}  // namespace hardware
}  // namespace android

    这里引用了硬件抽象层的include <hardware/hardware.h>和include <hardware/hello.h>，需要在hardware/interfaces/hello/1.0/default/Android.dp引入共享库libhardware和android.hardware.hello@1.0这个是上一篇文章定义的；
    编译

    $ mmm hardware/interfaces/hello/1.0/default/

    以上已经实现了访问硬件抽象层的访问，下面我们需要创建HIDL service服务端，提供给上层访问；

    三、 构建HIDL service服务

    虽然上一步已经能访问硬件抽象层，有了库，我们还需要构建HDIL服务端供上层使用；

    • 1.创建服务入口hardware/interfaces/hello/1.0/default/service.cpp文件，代码如下：
    #define LOG_TAG "android.hardware.hello@1.0-service"
#include <android/hardware/hello/1.0/IHello.h>
#include <hidl/LegacySupport.h>

using android::hardware::hello::V1_0::IHello;
using android::hardware::defaultPassthroughServiceImplementation;
int main() {
    return defaultPassthroughServiceImplementation<IHello>();
}
    • 2.修改编译脚本，添加对服务的编译
      hardware/interfaces/hello/1.0/default/Android.bp
      这里主要目的将当前hardware/interfaces/hello/1.0/default项目定义为cc_binary可直接可执行的项目，因为service.cpp是包含main主函数入口的；
    cc_library_shared {
    name: "android.hardware.hello@1.0-impl",
    relative_install_path: "hw",
    proprietary: true,
    srcs: [
        "Hello.cpp",
    ],
    shared_libs: [
        "libhidlbase",
        "libhidltransport",
        "libutils",
         "liblog",
            "libhardware",
        "android.hardware.hello@1.0",
    ],
}

cc_binary {
    name: "android.hardware.hello@1.0-service",
    defaults: ["hidl_defaults"],
    relative_install_path: "hw",
    proprietary: true,
    srcs: ["service.cpp"],
    init_rc: ["android.hardware.hello@1.0-service.rc"],
    shared_libs: [
        "libhidlbase",
        "libhidltransport",
        "libutils",
        "liblog",
    "libhardware",
        "android.hardware.hello@1.0",
        "android.hardware.hello@1.0-impl",
    ],
}

    编译成功可执行文件android.hardware.hello@1.0-service放在/vendor/bin/hw/目录中；

    • 3.创建启动rc脚本
      创建rc文件！(rc文件是被init进程访问的)
      hardware/interfaces/hello/1.0/default/android.hardware.hello@1.0-service.rc 
    service hello_service /vendor/bin/hw/android.hardware.hello@1.0-service
    class hal
    user system
    group system

    注意：这里定义了hello_service服务进程所属用户和用户组都是system，而且启动执行文件位于/vendor/bin/hw/android.hardware.hello@1.0-service
    最后HIDL service服务会随着开机一起启动
    最后目录结构如下：

    image.png
    、 构建HIDL
    • 4.提供外部访问配置修改
      为了让服务器被客户端访问到，还需要在device/huawei/angler/manifest.xml（不同厂商路径不同）添加如下：
        <hal format="hidl">
        <name>android.hardware.hello</name>
        <transport>hwbinder</transport>
        <impl level="generic"></impl>
        <version>1.0<version>
        <interface>
            <name>IHello</name>
            <instance>default</instance>
        </interface>
    </hal>

    四、编译

    $ mmm hardware/interfaces/hello/1.0/default/

    最后会生成以下文件：

    /vendor/lib64/hw/android.hardware.hello@1.0-impl.so
/vendor/etc/init/android.hardware.hello@1.0-service.rc 
/vendor/bin/hw/android.hardware.hello@1.0-service
/system/lib64/android.hardware.hello@1.0.so

    注意：在编译system.img和vendor.img镜像的过程中,如何以上文件没有合入，可以使用adb push的方式验证

    问题点：

    1.system_servre进程访问HDIL 服务进程 的selinux权限问题

    SELinux: avc:  denied  { find } for interface=android.hardware.hello::IHello pid=865 scontext=u:r:system_server:s0 tcontext=u:object_r:default_android_hwservice:s0 tclass=hwservice_manager permissive=0

    我们上层framework的system_server进程没有权限访问default_android_hwservice服务,可以看这篇文章解决
    第一步：打开device/huawei/angler/sepolicy/system_server.te文件，添加权限

    allow system_server default_android_hwservice:hwservice_manager{ find add read}

    第二步：打开system/sepolicy/public/domain.te文件,找到

    注释掉这一行
#neverallow * default_android_hwservice:hwservice_manager{add find}

    或者可以修改为

    neverallow { domain –system_server} default_android_hwservice:hwservice_manager {add find};

    参考：https://www.freesion.com/article/945159695/

    遗留问题

    服务端main没有启动执行

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          本文标题：android 自定义驱动（第三篇：HIDL服务端）

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